恒定电流典型例题031922.pdf

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1、欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！1 恒定电流典型例题 欧姆定律【例 1】在 10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C，向左迁移的负离子所带电量为 3 C；那么电解槽中电流大小为多少?【解析】正负电荷向相反方向运动形成电流的方向是一致的，因此在计算电流，I=q/t 时，q 应是正负电量绝对值之和I=(2C+3 C)/10 s=0.5 A 【点拨】正负电荷向相反方向运动计算电流时，q 应是正负电量绝对值之和 【例 2】电路中有一段导体，给它加上 3V 的电压时，通过它的电流为 2mA，可知这段导体的电阻为

2、;如果给它两端加2V 的电压，它的电阻 为 .如果在它的两端不加电压，它的电阻为 .【解析】由电阻的定义式可得导体的电阻为 33105.11023IUR 【点拨】导体的电阻是由导体自身性质决定的，与它两端是否加电压及电压的大小无关所以三个空均应填 1500 【例 3】加在某段导体两端电压变为原来的 3 倍时，导体中的电流就增加 0.9 A，如果所加电压变为原来的 1/2 时，导体中的电流将变为 A 分析：在利用部分电路欧姆定律时，要特别注意 I、U、R 各量间的对应关系，本题中没有说明温度的变化，就认为导体的电阻不变.【解析】设该段导体的电阻为 R，依题意总有IUR 当导体两端的电压变为原来的

3、 3 倍时，依题意有 9.03RURU 当电压变为原来的 1/2 时，导体中的电流应为RU 2/从式可解得 A45.0RUI 从而可知 A225.022/IRU【点拨】此题考查部分电路欧姆定律的应用,无论 U、I 怎样变化导体的电阻是不变的，因此利用IUIUR可解此题【例 4】如图 14-1-1 所示为 A、B 两个导体的伏安特性曲线(1)A、B 电阻之比 RA:RB为 .(2)若两个导体中电流相等(不为零)时，电压之比UA：UB为 ；(3)若两个导体的电压相等(不为零)时电流之比 IA：IB为 .【解析】(1)在 IU 图象中电阻的大小等 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有

4、侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！2 于图线斜率的倒数如 RA：RB=IB1：IA1 (2)由欧姆定律得：UA：UB=RA：RB=IB1：IA1 (3)IA：IB=RB：RA=IA1：IB1 【点拨】分析电阻的，IU 图线或 UI 图线，关键是先搞清图线斜率的物理意义，分清 k=R 还是 k=1/R 电阻定律 电阻率 【例 1】一段粗细均匀的镍铬电阻丝横截面的直径是 d，电阻是 R把它拉制成直径是 0.1d 的均匀细丝后，它的电阻值变成()(A)R/10000 (B)10000R (C)R/100 (D)100R 【解析】当直径减小到十分之一时，金属丝的横截面积减小到原来的百分之一

5、，由于体积不变，新电阻丝的长度增大为原来的 100 倍，根据电阻定律 SLR 可知新阻值为原阻值的 10000 倍，因此选项 B 正确 【点拨】注意电阻丝在被拉长的过程中，直径减小使横截面积减小，但体积不会变化，因而直径减小到十分之一使得长度增大了 100 倍解这类题时注意抓住两个不变：一个是导体的体积不变，一个是导体的电阻率不变，在此基础上确认、l、S 后，应用电阻定律即可得解 【例 2】电路中有一段导体，给它加上 3V 的电压时，通过它的电流为 2mA，可知这段导体的电阻为 ；如果给它两端加 2V 的电压，它的电阻 为 如果在它的两端不加电压，它的电阻为 .【解析】由电阻的定义式可得导体的

6、电阻为 33105.11023IUR 【点拨】导体的电阻是由导体自身性质决定的，与它两端是否加电压及电压的大小无关所以三个空均应填 1500 Q【例 3】关于材料的电阻率，下面说法哪些是正确的()A一根长导线截成等长三段，每段的电阻率是原来的 1/3 B金属导体的电阻率随温度的升高而增大 C纯金属的电阻率比合金的电阻率小 D电阻率是反映材料导电性能的物理量，材料电阻率越大，则导电性能越差 【解析】B、C、D 【点拨】电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、截面积无关金属的电阻率随温度的升高而增大，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大，由SLR 可知，对给定的 L 和 S，越大 R 也越大，对

7、电流的阻碍作用也越大，所以 越大，导电性能越差 【例 4】一个标有“220 V、60W”白炽灯泡，加上的电压U 由零逐渐增大到 220 V，在此过程中，电压 U 和电流 I 的关系可用图象表示，题中给出的四个图象中(如图 14-2-1)，肯定不符合实际的是()欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！3 图 14-2-1 【解析】本题的思路是：U-I 图象中，图线的斜率表示电阻，斜率越大电阻越大如果图线是曲线，则表示导体中通过不同的电压、电流时它的电阻是变化的 灯泡在电压加大的过程中，灯丝中的电流增大，温度升高，而金属的电阻率随着温度升高

8、而增大，所以灯丝在加大电压的过程中电阻不断增大，U-I 图线中曲线某点的斜率应不断增大A 图斜率不变，表示电阻不变；C 图斜率减小，表示电阻变小；D 图斜率先变大后变小，表示电阻先变大后变小；上述三种情况显然都不符合实际只有 B 图斜率不断增大，表示电阻不断变大，这是符合实际的 答案：ACD【点拨】本题考查了两个方面的知识,其一考查了对 U-I 图象的物理意义的理解.其二,考查了金属电阻率随温度升高而增大的基本知识.我们通过本题的解答应理解平时用灯泡上的标称电压和标称功率通过公式PUR2计算出来的电阻值应是灯泡正常工作时的阻值,灯泡不工作时用欧姆表测出的电阻值大大小于灯泡正常工作时的阻值.1（

9、综合题）两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的四倍，把另一根两次对折后绞合在一起，则它们的电阻之比是多少?【解析】由于两根导线完全相同，即体积相等，无论拉长还是对折后，其体积仍相等从而可以确定出形变之后的长度和截面积之比，从而确定出电阻之比 设原导体的电阻为SLR，拉长后长度变为 4L，其截面积SS41,RSLR164141，四折后长度变为41L，其截面积为SS4,它的电阻变为RSLR1614412 ,故1:256161:16:21RR 2（应用题）A、B 两地相距 40 km，从 A 到 B 两条输电线的总电阻为 800 若 A、B 之间的某处 E 两条线路发生短路为查明

10、短路地点，在 A 处接上电源，测得电压表示数为 10 V，电流表示数为40 mA求短路处距 A 多远?【解析】根据题意，画出电路如图 14-2-2 所示，.A、B 两地相距 l1=40 km，原输电线总长 2l1=80 km，电阻 R1=800 设短路处距 A 端 l2,其间输电线电阻 25010401032IUR 212122R ,llRSLR km5.12408002501122lRRl 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！4 短路处距 A 端 12.5 km 3（创新题）如图 14-2-3 所示，两个横截面不同、长度相等的均匀

11、铜棒接在电路中，两端电压为 U，则()A通过两棒的电流相等 B两棒的自由电子定向移动的平均速 率不同 C两棒内的电场强度不同，细棒内场 强 E1大于粗棒内场强 E2 D 细 棒 的 端 电 压U大 于 粗 棒 的 端 电 压U2 图 14-2-3 【解析】ABCD 电功和电功率 【例 1】一只标有“110 V，10 W字样的灯泡：(1)它的电阻是多大?(2)正常工作时的电流多大?(3)如果接在 100 V 的电路中，它的实际功率多大?(4)它正常工作多少时间消耗 1 kWh 电?【解析】(1)灯泡的电阻）（额额12101011022PUR(2)09.011010额额额UPI(A)(3)因灯泡电

12、阻一定，由RUP2得，22额实额实：UUPP 3.8101101002222额额实实PUUP W (4)1 kWh=3.6106J，由 W=Pt 得 s 106.310106.356PWt【点拨】灯泡可看成是纯电阻用电器，并且认为它的电阻值保持不变 正确使用PUR2，RUP2，PWt 几个基本公式，并注意区别 P、U、I 是额定值还是实际值【例 2】对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是 ()AP=I2R BP=U2/R CP=UI DP=W/t 【解析】D 是定义式，C 是通过定义式推导而得，而A、B 都是通过欧姆定律推导，所以A、B 只适用于纯电阻电路选CD 【点拨】通过该道题理解电

13、流做功的过程，即是电能转化成其他形式能的过程要区分电功率和热功率以及电功和电热 【例 3】若不考虑灯丝电阻随温度变化的因素，把一只标有“220V，100W”的灯泡接入电压为 110V 的电路中，灯泡的实际功率是 ()欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！5 (A)75W (B)50W (C)25W (D)10W【解析】解法一：先计算灯泡的电阻 R=U2/P=2202/100=484 当灯泡接入电压为 U=110V 的电路中时，实际功率为 25W.W48411022RUP 解法二：由于灯泡的电阻不变，根据公式 P=U2/R 可知电灯的功

14、率与电压的平方成正比，即 PUPU22 因此有 W25W220/1001102222UPUP.【点拨】题目中已经给出了灯泡的额定功率和额定电压，一般可以求出额定电流和灯丝电阻，由于题设条件为电阻不变，因此可根据电阻值计算新电压下的实际电功率也可不必计算电阻的实际数值，利用比例关系求出实际功率 【例 4】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为 0.3 V 时，电流为 0.3 A，松开转轴，在线圈两端加电压为 2 V 时，电流为 0.8 A，这时若电动机正常工作，求该电动机正常工作时，输入电动机的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?这时电动机的效率是多少?【解析】

15、电动机不转动时，电流做功消耗的电能全部转化为内能，使电动机的线圈发热，这时可视为纯电阻电路，由欧姆定律可得电动机线圈的电阻 13.03.011IUr 电动机转动时，消耗的电能转化为机械能和内能，这时的输入电功率 P=UI=20.8 W=1.6 W 由焦耳定律可求得电动机线圈的发热功率 P热=I2R=0.81 W=0.64 W 由能的转化和守恒定律可得电动机的机械功率 P帆=PP热=0.96 W 这时电动机的效率为%60%1006.196.0%100PP机 答案：1.6 W 0.96 W 60%【点拨】电动机在正常工作时电能转化为机械能和内能,而不论其否转动,认为电动机线圈的电阻是不变的，因此可

16、利用电阻计算电热.欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！6 1（综合题）两个白炽灯泡 A(220V，100W)和 B(220V，40W)串联后接在电路中，通电后哪个灯较亮?电灯中的电流最大等于多少?此时两灯所加上的电压是多大?两灯的实际总电功率是多少?(不考虑温度对电阻的影响)【解析】根据 P=U2/R 可计算出两灯泡的电阻分别为 RA=U2/P=2202/100=484，RB=U2/P=2202/40=1210,根据 P=IU，可计算出两灯泡的额定电流分别为 IA=P/U=100/220A=0.45A，IB=P/U=40/220A=

17、0.18A.当两个灯泡串联时，通过它们的电流一定相等，因此电阻大的灯泡功率大，所以它们接入电路后 B 灯较亮 电路中的电流不能超过串联灯泡中额定电流最小的电流值，本题中不能超过 IB=0.18A为了不超过电流值，加 在 白 炽 灯 两 端 的 总 电 压 不 能 超 过U=IB(RA+RB)=308V(或 UA：UB=RA：RB=2：5，U=UA+UB=220V+0.4220V=308V)此时两灯的实际功率为W562）（BABRRIP(或PA：PB=RA：RB=2：5，P=PA+PB=40W+0.440W=56W).2（应用题）如图 14-5-1 所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为

18、r=1，电动机两端电压为5V，电路中的电流为 1A，物体 A 重 20N，不计摩擦力，求：(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?(2)电动机输入功率和输出功率各是多少?(3)10s 内，可以把重物 A 匀速提升多高?(4)这台电动机的机械效率是多少?图 14-5-1 【解析】对电动机而言，电流做功的功率就是输入功率，电流经过电动机线圈电阻时产生一定的热功率，两个功率的差即为输出功率 (1)根据焦耳定律，热功率应为 PQ=I2r=l2lW=lW (2)电功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积 P入=IU=l5W=5W 输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率 P出=P入PQ=5WlW=4W (

19、3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在 10s 内 P出t=mgh 解得 m2m20104mgtPh出(4)机械效率%80入出PP 闭合电路欧姆定律 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！7 【例 1】电动势为 2 V 的电源与一个阻值为 9 的电阻构成闭和回路，测得电源两端电压为 1.8 V，求电源的内电阻 【解析】画出如图14-6-2 的电路图，U外=1.8 V 由 E=U外+U内 得 U内=0.2 V，I=U外/R=0.2A，r=U内/I=1 图 14-6-2【点拨】闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律往往结合起来应用

20、 【例 2】在如图 14-6-3 所示的电路中，电阻 Rl=100，R2=300，电源和电流表内阻均可不计当两个电键 S1、S2都断开或都闭合时，电流表的读数是相同的，求电阻R 的阻值【解析】当两个电键S1、S2都断开时，电阻R1、R3和 R 组成串联电路，经过它们的电流与电流表读数是相同的，设这个电流为 I，则根据闭合电路欧姆定律可得 E=I(R1+R3+R)=(400+R)I 当两个电键 S1、S2都闭合时，电阻 R 被 图 14-6-3 短路，R1和 R2并联后再与 R3串联，其等效电阻为 7270030060010060010032121RRRRRR 此时流过电源的电流为流过 R1，和

21、 R2的电流的总和，其中流过 R1的电流为 I，根据并联电路电流分配关系可得，流过电源的电流为 IIIRRRI67600600100221 根据闭合电路欧姆定律有 450RIEI 联立两式得 R=50 【点拨】首先要分别弄清楚电键都断开和都闭合时两个电路中各元件的相互连接关系，根据闭合电路欧姆定律列出以电流表读数及待求电阻为变量的方程式，再设法利用方程进行求解串、并联电路是最基本的电路结构形式，在复杂的电路中，当串、并联的连接关系不明显时，要对电路进行简化，之后，将外电阻表达出来，用闭合电路欧姆定律列方程，找出物理量之间的关系，这就是解这类题的基本思路 【例 3】在如图 14-6-4 所示的电

22、路中，在滑动变阻器 R2的滑动头向下移动的过程中，电压表 V 和电流表 A 的示数变化情况如何?【解析】R2的滑动头向下移动的过程中变阻器的电阻增大，则外电路总电阻也增大，据串联电路的特欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！8 点(外电路与内阻串联)，路端电压也增大，即电压表 V 读数增大据欧姆定律：总电阻增大，电路中总电流 I 定要减少，又因为 R1不变，所以 IR1减少，由上分析路端电压增大，所以 R2、R3。两端电压增大，R3不变，通过其电流要增大，所以通过 R2的电流一定减少 【点拨】处理此类问题的方法是：一要抓住变化中的不变

23、因素，如电源的 E、r 等；二要从电阻的变化情况入手，一般的分析思路是：将部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律结合起来，从局部到整体，再回到局部，分析电路中的电流及电压变化【例 4】在如图 14-6-5 所示的电路中，电池的电动势 E=5 V，内电阻r=10 ，固定电阻 R=90，R0是可变电阻，在 R0由零增加到 400 的过程中，求：(1)可变电阻 R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率 (2)电池的内阻和固定电阻 R 上消耗的最小热功率之和 解析】(1)由题意可知，当 R0=r+R=100 时 R0上消耗的功率最大 )W(16140025)(42max1RrEP (2)当 R0=400

24、 时，电路中的电流最小，电源内阻和固定电阻 R 上消耗的热功率最小)W(01.01005002min2）（EP【点拨】要求 R0上消耗的功率，可把 R 看成电源的一部分，即等效电源的内阻为 r+R，这样 R0上消耗的功率就是等效电源的输出功率 当 R0=R+r 时，R0上消耗的功率最大 当求 R 与 r 等固定电阻的最小或最大功率时，由于 P=I2(R+r)，调整滑动变阻器 R0使电流最小或最大即可 电压表和电流表 伏安法测电阻 【例 1】一电流表 G，内阻 Rg=100，满偏电流 Ig=3 mA，把它改装成量程为 3V 的电压表，需串联一个多大的电阻?该电压表的内阻多大?【解析】当电压表两端

25、电压 3 V 时，G 表头分担的电压 Vg=IgRg=0.3 V，分压的内阻 R 分担的电压 VR=VVg=2.7 V，由串联电路的分压原理得 R=RgUR/Ug=900，即电流表 G 串联 900 的分压电阻后，就改装成量程为 3 V 的电压表 电压表的内阻 Rv=R+Rg=1000 【点拨】电流表改装成电压表，串联一个阻值越大的电阻，改装后的电压表量程就越大，与电流表 G 串联的分压电阻越大，改装后的电压表的内阻就越大 【例 2】电流表 G，内阻 Rg=25 ，满偏电流 Ig=3 mA，要改装成量程为 0.6 A 的电流表，应如何改装?改装后此电流表的内阻多大?【解析】当通过电流表的电流最

26、大 0.6 A 时，其中通过表头 G 的电流最大为 0.003 A，通过分流电阻 R 上的电流最大为 IR=IIg=0.597 A，由分流原理得：Ig/IR=R/Rg,R=IgRg/IR=0.126，即将表头 G 并联 0.126 的电阻，就改装成了 0.6 A 的电流表 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！9 改装后电流表的内阻 RA=RgR/(Rg+R)【点拨】把电流表 G 改装成电流表 A，需要并联的电阻阻值越小，改装后的电流表量程就越大。需要与电流表 G 并联的分流电阻越小，改装后的电流表的内阻就越小 【例 3】如图 14-

27、7-2 所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为 10V 和 0.1A，那么待测电阻 Rx的测量值比真实值 ，真实值为 (电流表的内阻为 0.2)图 14-7-2【解析】此电路为伏特表外接法，电压表的测量值偏大，据欧姆定律，测量值 R 偏大 测量值 R=U/I=10/0.1=100 实际上是电流表内阻和待测电阻之和，因此真实值为100 0.2=99.8 【点拨】在分析伏安法测电阻的误差问题时，关键是判断误差到底是出于电压表还是电流表的读数，然后根据相关的知识求解即可【例 4】如图 14-7-3，用伏安法测电阻时，如果不知道测电阻的大概值时，为了选择正确的电路以减少误差，可将电压表一个接头分别在

28、 a、b 两点接触一下，如果安培表读数没有显著变化，则 P 应接在 处如果伏特表读数没有显著变化，则 P 应接在 处 图 14-7-3【解析】若 P 从 a 移到 b 时，安培表读数没有显著变化，说明伏特表的分流不明显，待测电阻R 是小电阻，P 应接在 a 处；若 P 从 a 移到 b 时，伏特表读数没有显著变化，说明电流表的分压不明显，待测电阻 R 是大电阻，P 应接在 b 处 【点拨】在不知道电阻的大小时，这种方法很有效 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！10 1（综合题）某电流表内阻 Rg=200，满偏电流 Ig=2mA现将

29、它改装成量程分别为 3V 和 15V 的双量程电压表，试画出电路图，并计算附加电阻的阻值【解析】电路图如图 14-7-4 所示根据串联电路电流相同的特点，可得到 Ig(Rg+R1)=U1，Ig(Rg+R1+R2)=U2 以上两式联立可得：R1=1300，R2=6000 图 14-7-4 2（应用题）某电流表内阻 Rg=200，满偏电流 Ig=2mA现将它改装成量程分别为 0.6A 和 3A 的双量程电流表，试画出电路图，并计算附加电阻的阻值.【解析】电路图如图 14-7-5 所示 根据并联电路两端电压相同的特点，可得到 Ig(Rg+R1)=(I1Ig)(R1+R2)，Ig(Rg+R2)=(I2Ig)R1 图 14-7-5 以上两式联立可得 R1=0.133,R2=0.536 3（创新题）一伏特计由电流表 G 与电阻 R 串联而成，如图 14-7-6 所示，若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进()A 在R 上串联一比 R 小得多的电阻 B 在 R 上串联一比 R 大得多的电阻 C.在 R 上并联一比 R 小得多的电阻 图 14-7-6 D在 R 上并联一比 R 大得多的电阻 答案：D 【解析】本题主要考察并联电路分流作用在电表改装上的应用根据题意，在 R 上并联一个比 R 大得多的电阻使电流表中的电流稍有增加，这样 G 表示数稍有增大